資源簡介

第二章 化學反應速率與化學平衡
第二節 化學平衡
第 1 課時 化學平衡狀態 化學平衡常數
課程學習目標
1．通過化學平衡狀態的建立過程，知道化學平衡是一種動態平衡。
2．知道化學平衡狀態的特征，判斷反應是否達到化學平衡狀態。
3．了解濃度商和化學平衡常數的相對大小與反應方向間的聯系。
學科核心素養
培養變化觀念與平衡思想的化學核心素養。
【新知學習】
一．可逆反應
概念 在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應
雙向性 可逆反應分為方向相反的兩個反應方向：正反應方向和逆反應方向
三特征 雙同性 正、逆反應是在同一條件下，同時進行
共存性 反應物與生成物共存(反應物的轉化率小于 100%)
二．化學平衡
1．概念
在一定條件下的可逆反應體系中，當正、逆反應速率相等時，反應物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成
不隨時間而改變，表明該反應中物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態稱之為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。
2．化學平衡的建立
條件 ①可逆反應；②封閉體系中；③一定的反應條件(溫度、壓強等)
化學平衡
①可加入反應物，從正反應開始；②可加入生成物，從逆反應開始；③也可同時
狀態的建立 途徑
加入反應物和生成物，從正、逆向同時開始
繪制“反應速率－時間”圖像，表示從正反應開始建立化學平衡狀態的過程。
3．平衡特征
七大特征 化學平衡
逆(研究對象) 適用于可逆反應
動(動態特征) 建立平衡后，正、逆反應仍在進行，屬于動態平衡，可用同位素示蹤原子法證明
等(平衡實質) υ(正)＝v(逆)）≠0(正、逆反應速率相等，但不等于零)
定(平衡結果) 達平衡后，反應混合物中各組分的濃度或質量分數不變(不可理解為相等)
化學平衡其存在是有條件的、暫時的，濃度、溫度、壓強條件變化時平衡會發生相應
移(平衡移動)
移動
同(等效平衡) 外界條件同，同一可逆反應從不同方向(正向、逆向、雙向)達到的平衡狀態相同
恒(定量特征) 一定溫度下，化學平衡常數保持不變
A s + 2B g C g + D g
【典例 1】在一定溫度下的定容密閉容器中進行反應： ，不能說明該反應已達到
化學平衡的是
A．B 的體積分數不隨時間變化而變化
B．壓強不隨時間變化而變化
C．混合氣體的密度不再發生改變
D．單位時間內生成 2nmol B，同時生成 nmol C
【答案】B
【分析】
反應到達平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些會發生變
化的量也不發生變化，由此進行判斷。
【解析】
n B
100%
A B n C + n D + n B ．該反應達到平衡狀態時，各種氣體的物質的量濃度不變， 的體積分數為 ，所
以 B 的體積分數不隨時間變化而變化能說明該反應達到平衡狀態，故 A 不選；
B．該反應是反應前后氣體體積沒有變化的反應，容器中的壓強始終不發生變化，所以不能證明達到了平衡狀態，
故 B 選；
C．該容器的體積保持不變，根據質量守恒定律知，反應前后混合氣體的質量會變，所以容器內氣體的密度會變，
當容器中氣體的密度不再發生變化時，能表明達到化學平衡狀態，故 C 不選；
D．單位時間內生成 2n mol B，同時生成 n molC，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故 D 不選；
綜上所述，答案為 B。
【典例 2】在恒溫下，固定容積的密閉容器中，有可逆反應 2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)，可用來確定該反應已
達到平衡狀態的是(　　)
A．容器內壓強不隨時間改變
B．SO3的消耗速率與 SO2的生成速率相等
C．三種氣體的分子數比為 2∶2∶1
D．容器內混合氣體的密度不隨時間改變
【答案】A　
【解析】
該反應為氣體體積增大的反應，壓強為變量，當容器內壓強不隨時間改變時，該反應達到平衡狀態， A 正確； SO3
的消耗速率與 SO2 的生成速率相等，表示的都是正反應速率，無法判斷平衡狀態， B 錯誤；三種氣體的分子數
比為 2∶2∶1，無法判斷各組分的濃度是否繼續變化，則無法判斷是否達到平衡狀態， C 錯誤；該反應中混合氣體
的密度為定值，無法根據容器內混合氣體的密度判斷平衡狀態， D 錯誤。
三．化學平衡常數
1．概念
在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，即
化學平衡常數，用符號 K 表示。
2．化學平衡常數的表達式
cp(C)·cq(D)
當 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)在一定溫度下達到化學平衡時，K＝ 。
cm(A)·cn(B)
3．化學平衡常數的意義
平衡常數的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的限度)。
①K 值越大，表示反應進行得越完全，反應物的轉化率越大。
②當 K＞105時，該反應就進行的基本完全了。K 值越小，表示反應進行得越不完全，反應物的轉化率越小。當
K＜10－5時，該反應很難發生。
③判斷反應的 ΔH：若升高溫度，K 值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K 值減小，則正反應為放熱反
應
4．影響因素
內因：不同的化學反應及方程式的書寫形式是決定化學平衡常數的主要因素。
外因：在化學方程式一定的情況下，K 只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關，與壓強變化、是否使
用催化劑無關。
5．濃度商
cp(C)·cq(D)
對于一般的可逆反應，mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在任意時刻的 稱為濃度商，常用 Q 表示，
cm(A)·cn(B) c
cp(C)·cq(D)
即 Qc＝ 。根據 K 與 Q 判斷判斷正在進行的可逆是否平衡及反應向何方向進行：cm(A)·cn(B) c
①Qc＜K，反應向正反應方向進行
②Qc＝K，反應處于平衡狀態
③Qc＞K，反應向逆反應方向進行
【典例 3】下列關于平衡常數的說法正確的是
A．在平衡常數表達式中，反應物濃度用起始濃度表示，生成物濃度用平衡濃度表示
B．可逆反應中，反應物的轉化率增大，一定導致化學平衡常數增大
C．可以用化學平衡常數來定量描述化學反應的限度
D．平衡常數的大小與溫度、濃度、壓強、催化劑有關
【答案】C
【解析】
A.在平衡常數表達式中，反應物濃度和生成物濃度都應用平衡濃度表示，故 A 錯誤；
B.同一反應，平化學衡常數只受溫度影響，反應物的轉化率增大，平衡常數不一定改變，故 B 錯誤；
C.平衡常數越大，說明可逆反應進行的程度越大，故 C 正確；
D.同一反應，化學平衡常數只受溫度影響，與反應物濃度、體系的壓強、催化劑等無關，故 D 錯誤；
答案選 C。
【典例 4】某溫度下，在 2 L 的恒容密閉容器中充入氣體 A 和氣體 B 發生反應生成氣體 C，反應過程中各組分的
物質的量隨反應時間的變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．t1時刻反應達到平衡狀態
B．B 的平衡轉化率為 10%
C．該反應的化學方程式可表示為：A+3B 2C
D．該溫度下，反應的平衡常數為 300
【答案】C
【解析】
A．t1時刻三種物質的物質的量相等，但由于此時可后各種物質的物質的量仍然發生變化，故該時刻反應達到平
衡狀態，A 錯誤；
2.0 - 0.2
B．反應開始時 n(B)=2.0 mol，平衡時 n(B)=0.2 mol，所以 B 的平衡轉化率為 2.0 ×100%=90.0%，B 錯誤；
C．根據圖示可知 A、B 的物質的量在減少，C 的物質的量在增加，說明 A、B 是反應物，C 是生成物，在前 10 min
內三種物質的物質的量改變為△n(A)：△n(B)：△n(C)=0.6 mol：1.8 mol：1.2 mol=1：3：2，10 min 后三種物質都
存在，且物質的量不再發生變化，說明該反應為可逆反應，三種物質的物質的量變化比等于化學方程式中該物質
的化學計量數的比，故該反應方程式為：A+3B 2C，C 正確；
D．根據圖示可知平衡時 n(A)=0.6 mol，n(B)=0.2 mol，n(C)=1.2 mol，由于容器的容積是 2 L，故平衡時各種物質
0.62
3
的濃度 c(A)=0.3 mol/L，c(B)=0.1 mol/L，c(C)=0.6 mol/L，故該溫度下的化學平衡常數 K= 0.3 0.1 =1200，D 錯
誤；
故答案為 C。
【易錯提醒】
1．平衡常數 K 的書寫
①固體或純液體和液態水不列入平衡常數的表達式中(注意有機反應中的 H2O 則應寫入)。
②平衡常數的表達式與化學方程式的書寫方式有關，如 N2＋3H2 2NH3，K＝a，則有：
1 1 3
2NH3 N2＋3H2，K′＝ ； N2＋ H2 NH3，K″＝ a。a 2 2
③對于給定的化學方程式，正逆反應的平衡常數互為倒數。
2．K 值的大小只能預示著某種可逆反應向某方向進行的最大程度，但不能預示反應達到平衡所需時間。
【知識進階】
1．化學平衡狀態的判斷方法
（1）本質標志
正逆反應速率相等、各組分的量保持不變。
項目 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡
在單位時間內消耗了 m mol A 的同時生成了 m mol A √
正反應速率逆 在單位時間內消耗了 n mol B 的同時消耗了 p mol C √
反應速率關系 在單位時間內生成了 n mol B 的同時消耗了 q mol D ×
v 正(A)∶v 逆(B)＝m∶n √
（2）等價標志
項目 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)[只有 A 為有色氣體] 是否平衡
各物質的物質的量或物質的量的分數一定 √
各物質的質量或質量分數一定 √
混合體系中 各氣體的體積或體積分數一定 √
各組分的含量 總物質的量一定 不一定
A 物質斷裂的化學鍵與 A 物質形成的化學鍵的物質的量相等 √
氣體的顏色不變 √
任何化學反應都伴隨著能量變化，在其他條件不變時，體系溫度
溫度 √
一定時
（3）特殊標志
項目 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡
當 m＋n≠p＋q 時，總壓強一定(其它條件一定) √
壓強
當 m＋n＝p＋q 時，總壓強一定(其它條件一定) 不一定
混合氣體的平均 當 m＋n＝p＋q 時， M 一定 不一定
相對分子質量 當 m＋n≠p＋q 時， M 一定 √
C(s)＋CO2(g) 2CO(g) (ρ 一定) √
密度
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) (ρ 一定) 不一定
（體積不變）
H2(g)＋I2(g) 2HI(g) (ρ 一定) 不一定
【易錯提醒】
審題時，一看題干條件：恒溫恒容或恒溫恒壓或絕熱容器；二看化學反應特點(物質狀態、氣體計量系數)：
全部是氣體參與，是等體積反應還是非等體積反應。
判斷可逆反應是否達到平衡時，容易犯以下錯誤：①若反應前后氣體體積不變，則混合氣體總體積、總壓
強、總物質的量、混合氣體平均相對分子質量保持定值不能說明反應達到平衡狀態；②若反應物和生成物的物
質的量之比等于化學計算數之比，不能說明達到平衡狀態；③若反應前后氣體的密度一定，不能說明一定達到
平衡狀態。
2．化學平衡常數的計算
“三段式法”是有效解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時，要注意準確地列出起始量、變化量、平衡量，按
題目要求進行計算，同時還要注意單位的統一。
分析三個量：起始量、變化量、平衡量。
（1）明確三個關系
①對于同一反應物，起始量－變化量＝平衡量。
②對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
③各物質的轉化量之比等于各物質的化學計量數之比。
（2）計算模式
對以下反應：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令 A、B 起始物質的量分別為 a、b，達到平衡后，A 的消耗量
為 mx mol，容器容積為 V L。
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
變化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
px p· qx V V
q
則有①平衡常數：K＝ 。
a－mx m b－nx · nV V
a－mx
②A 的平衡濃度：c(A)＝ mol·L－1。
V
mx mx nx mb
③A 的轉化率：α(A)＝ ×100%，α(A)∶α(B)＝ ∶ ＝ 。
a a b na
a－mx
④A 的體積分數：φ(A)＝ ×100%。
a＋b＋(p＋q－m－n)x
p(平) a＋b＋(p＋q－m－n)x
⑤平衡壓強與起始壓強之比： ＝ 。
p(始) a＋b
a·M(A)＋b·M(B)
⑥混合氣體的平均密度ρ(混)＝ g·L－1。
V
a·M(A)＋b·M(B)
⑦混合氣體的平均摩爾質量M＝ g·mol－1。
a＋b＋(p＋q－m－n)x
實際產量
⑧生成物的產率：實際產量(指生成物)占理論產量的百分數，即產率＝ ×100%。
理論產量
一般來講，轉化率越大，原料利用率越高，產率越大。
【效果檢測】
1 v．當可逆反應在一定條件下達到平衡時， v正和 逆的關系為
A． v逆 > v正 B v逆 < v正 C v逆 = v正 = 0 D v逆 = v正 0． ． ．
【答案】D
【分析】
當可逆反應在一定條件下達到平衡時，說明正反應速率等于逆反應速率，且反應速率不為零。
【解析】
A．v 逆>v 正，逆反應速率大于正反應速率，反應尚未達到平衡，A 錯誤；
B．v 逆C．v 逆=v 正=0，說明反應已經停止，并不是平衡狀態，C 錯誤；
D．v 逆=v 正≠0，說明反應達到平衡狀態，D 正確；
故答案選 D。
2．在一密閉容器中，充入 1molN2和 3molH2混合氣在一定條件下發生如下反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列
有關說法正確的是
A．達到化學平衡時，正反應和逆反應的速率都為零
B．當符合 3v 正(N2)=v 正(H2)時，反應達到平衡狀態
C．達到化學平衡時，單位時間消耗 amolN2，同時生成 3amolH2
D．當 N2、H2、NH3的分子數比為 1：3：2，反應達到平衡狀態
【答案】C
【解析】
A．當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，但不為 0，A 錯誤；
B．當符合：3υ 正(N2)=υ 正(H2)時，都指正反應方向，不能判斷反應達到平衡，B 錯誤；
C．單位時間內消耗 a mol N2同時生成 3a mol H2，則正逆反應速率相等，說明該反應已達到平衡狀態，C 正確；
D．當體系達平衡狀態時，N2、H2和 NH3的物質的量濃度之比可能為 1：3：2，也可能不是 1：3：2，與各物質
的初始濃度及轉化率有關化學平衡是動態平衡，D 錯誤；
答案選 C。
3．已知下列反應的平衡常數：H2(g) +S(s)=H2S(g)，K1；S(s)+ O2(g)=SO2(g)， K2 ；則反應H2(g) +SO2(g)=O2(g) +H2S(g)
的平衡常數是
A．K1+K2 B．K1-K2 C．K1 ×K2 D．K1/K2
【答案】D
【解析】
c(H2S) c(SO2 ) c(H2S)c(O2 )
根據平衡常數的定義可知，K = c(H2 )1 、K = c(O2 2 ) ，H2(g)+SO2(g) O (g)+H S(g)的平衡常數 K= c(H2 )c(SO )2 2 2 =
K1
K2 ；
故答案為 D。
4．一定溫度下，在容積不變的密閉容器中進行如下可逆反應：SiF4 (g) +2H2O(g) SiO2(s)+4HF(g)，下列能
表明該反應已達到化學平衡狀態的是
①v 正 (H2O) =2v 逆(HF)
②SiF4的體積分數不再變化
③容器內氣體壓強不再變化
④4 molH-O 鍵斷裂的同時，有 2molH- F 鍵斷裂
⑤混合氣體的體積不再變化
A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤
【答案】C
【解析】
當 2v 正(H2O)=v 逆(HF)，反應達到平衡狀態，故①錯誤；SiF4的體積分數不再變化，說明各物質的物質的量濃度
不再變化，反應達到平衡狀態，故②正確；容器內氣體壓強不再變化，說明氣體的物質的量不再變化，反應達
到平衡狀態，故③正確；平衡時應有 4 mol H- O 鍵斷裂的同時，有 4 mol H- F 鍵斷裂，故④錯誤；該反應是在
容積不變的密閉容器中進行，混合氣體的體積不會變化，故⑤錯誤。能說明反應達到平衡狀態的是②③。
5．在恒容密閉容器中反應：2NO(g)＋2CO(g) N2 (g)＋2CO 2 (g) ΔH=-373.4 kJ·mol-1 達到平衡狀態，以下說
法不正確的是
A．及時分離出 CO2，使 Q 減小，Q＜K，因此平衡正向移動
B．及時分離出 N2，使 Q 減小，Q＜K，因此平衡正向移動
C．加入催化劑可增大反應速率，從而增大一段時間內的反應物轉化率
D．降低溫度，使 Q 減小，Q＜K，因此平衡正向移動
【答案】D
【解析】
A．及時分離出 CO2，使生成物 CO2濃度減小，N2、反應物的濃度都不變，則 Q 減小，Q故 A 項正確；
B．及時分離出 N2，使 c(N2)減小，而其它物質的濃度不變，則 Q 減小，QC．反應達到平衡前加入催化劑，可增大反應速率，提高一段時間內的反應物的轉化率，但對平衡轉化率不產生
影響，故 C 項正確；
D．降低溫度，瞬間反應物和生成物的濃度不變，Q 不變，但正、逆反應速率都減小，且逆反應速率減小更多，
所以正反應速率大于逆反應速率，平衡正向移動，故 D 項錯誤；
答案選 D。
6．下列說法正確的是
A．反應 C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)，碳的質量不再改變說明反應已達平衡
B．反應 2A(？)+B(g) 2C(？)，若壓強不再隨時間變化能說明已達平衡，則 A、C 同時是氣體
C．反應 H2(g)+I2(g) 2HI(g)，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變
D．1molN2和 3molH2反應，達平衡時 H2轉化率為 10%，放出熱量 Q1；在相同溫度和壓強下，當 2molNH3分解
為 N2和 H2的轉化率為 90%時，吸收熱量 Q2，則 Q2等于 Q1
【答案】A
【解析】
A．碳的質量不再改變，說明各物質質量都不再改變，反應已經達到平衡狀態，A 正確；
B．若 A、C 都不是氣體，壓強不再隨時間變化也能說明已達平衡，B 錯誤；
C．其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率增大，C 錯誤；
D．相同溫度和壓強下，將氨氣完全轉化為氮氣和氫氣，也是 1mol 氮氣和 3mol 氫氣，所以二者等效平衡，設生
成氨氣的反應熱為+Q，氨氣分解生成氮氣和氫氣的反應熱為-Q，即有 3mol 氫氣消耗放出 Q 熱量，消耗 n(H2)=3mol
10%=0.3mol，放出的熱量 Q1=0.1Q，則消耗 2mol 氨氣生成氮氣和氫氣時吸收 Q 熱量，則消耗
n(NH3)=2mol 90%=1.8mol，吸收熱量 Q2=0.9Q，Q2不等于 Q1，D 錯誤；
答案選 A。
7．對可逆反應 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)，下列敘述正確的是
A．達到化學平衡時，NO 的濃度保持不變
B．加入合適的催化劑，可使平衡正向移動
C．達到化學平衡時，若增大容器體積，則正反應速率減小，逆反應速率增大
D．保持容器容積不變，向其中加入 1molHe，化學反應速率增大
【答案】A
【解析】
A．達到化學平衡時，各組分的濃度保持不變，故 A 正確；
B．加入合適的催化劑，只改變反應速率，不影響平衡移動，故 B 錯誤；
C．達到化學平衡時，若增大容器體積，反應體系中各組分的濃度都減小，則正逆反應速率都減小，故 C 錯誤；
D．保持容器容積不變，向其中加入 1molHe，各組分的濃度不變，化學反應速率不變，故 D 錯誤；
答案選 A。
8．一定溫度下，向恒容容器中充入 1molA 和 2molB 發生反應 A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)。下列能判斷該反應達到
平衡狀態的是
A．混合氣體的平均相對分子質量不變
B．單位時間內消耗 B 的物質的量與生成 C 的物質的量之比為 2：3
C．混合氣體總的壓強不再變化
D．反應物 A 和 B 的轉化率相等
【答案】A
【解析】
A．反應中有固體生成，當氣體的總質量不變時達到平衡狀態，此時混合氣體的平均相對分子質量不變，可以判
斷達平衡，A 正確；
B．消耗 B 與生成 C 均為正反應方向，不能判斷達平衡，B 錯誤；
C．反應前后氣體分子數相同，恒容條件下混合氣體總的壓強一直不變，不能判斷達平衡，C 錯誤；
D．A 和 B 按系數比投料，轉化率一直相等，不能判斷達平衡，D 錯誤；
故選 A。
9．在 160℃、200℃ N O g 條件下，分別向兩個容積為 2L 的剛性容器中充入 2molCO 和 2mol 2 ，發生反應：
CO g + N2O g CO2 g + N2 g ΔH<0 N。實驗測得兩容器中 CO 或 2 的物質的量隨時間的變化關系如圖所
示。下列說法正確的是
A ac N 0.10mol ×L
-1
． 段 2 的平均反應速率為 × min
-1
B．逆反應速率：c=d>b
C．160℃時，該反應的平衡常數 K=9
D．當容器中混合氣體的密度不隨時間變化時，該反應達到平衡狀態
【答案】C
【解析】
A．ac 段，時間從 2min 變成 10min N， 2 的物質的量 0.4mol 變成 1.2mol N，該反應容器容積為 2L，所以 2 的平均
1.2mol - 0.4mol
= 0.05mol ×L-1 ×min-1
2L 10min- 2min反應速率為 ，A 錯誤；
B．圖示分別為 160℃、200℃條件下的兩個平衡，由圖可知 ac 線先達到平衡，即該平衡反應速率快，為 200℃
條件下達到的平衡，則 bd 線為 160℃條件下達到的平衡，所以 c 的速率最快，B 錯誤；
2mol
N O g =1mol ×L
-1
C N．依據題目信息， CO 和 2 起始濃度均為 2L ，結合圖示，160℃條件下， 2 的濃度變化值
2mol - 0.5mol
= 0.75mol ×L-1
為 2L ，列出平衡三段式進行計算：
CO(g) +N2O(g) CO2 (g) +N2 (g)
起始（mol ×L-1) 1 1 0 0
轉化（mol ×L-1) 0.75 0.75 0.75 0.75
平衡（mol ×L-1) 0.25 0.25 0.75 0.75
K= 0.75mol ×L
-1 0.75mol ×L-1 =9
平衡常數： 0.25mol ×L
-1 0.25mol ×L-1
所以 160℃時，該反應的平衡常數 K=9，C 正確；
D．該反應所有反應物均為氣體，依據質量守恒定律，氣體總質量保持不變，而反應容器也是固定為 2L，則密度
一直保持不變，不能作為判斷是否達到平衡狀態的標準，D 錯誤；
故合理選項為 C。
10 2NO(g)+2H2 (g)=N2 (g)+2H O(g) ΔH．在恒容密閉容器中發生反應： 2 ，其反應速率與濃度關系式為
u=k ×cm (NO) ×cn H2 (k 為常數，只與溫度有關，m、n 為反應級數，均為正整數)，在某溫度下測得有關數據如表
所示：
c(NO)/ mol × L-1 c H / mol × L-1 u/ mol × L-1 -1序號 2 ×min
① 0.05 0.20 0.207
② 0.20 0.80 13.248
③ 0.10 0.20 0.828
下列說法正確的是 A．m+n=3
B． k=20.7
c2 (NO) ×c2 HK= 2
C c N ×c
2 H O
．該反應的平衡常數表達式為 2 2
D．反應時，加入適宜的催化劑，ΔH和 k 均變大
【答案】A
【分析】
根據表中數據可知，第①、③組數據可知，c(NO)第③組是第①組的 2 倍，而反應速率第③組是第①組的 4 倍，
故 m=2，第①、②組數據可知，c(NO)第②組是第①組的 4 倍，c(H2)第②組是第①組的 4 倍，而反應速率第②
組是第①組的 64 倍，結合 m=2，則 n=1，據此分析解題。
【解析】
A．由分析可知，m=2，n=1，故m+n=3，A 正確；
B．由分析可知，m=2，n=1，帶入第①組可知，0.052×0.2k=0.207，解得 k=414，B 錯誤；
c
K= N2 ×c
2 H2O
c2C (NO) ×c
2
．根據平衡常數的定義可知，該反應的平衡常數表達式為 H2 ，C 錯誤；
D．反應時，加入適宜的催化劑，反應速率加快，故 k 變大，但催化劑不影響ΔH，D 錯誤；
故答案為：A。
-1
11 2SO2 g + O2 g 2SO3 g ．對于反應 H = -198kJ × mol ，下列說法正確的是
n O2
A n SO．其他條件相同，增大 2 ，SO2 的轉化率上升
c2 SO ×c O
K = 2 2
c2B SO．反應的平衡常數表示為 3
C．使用高效催化劑能降低反應的焓變
D．升高溫度有利于提高SO2 的平衡轉化率
【答案】A
【解析】
n O2
A n SO．其他條件相同，增大 2 ，相當于增大氧氣的濃度，SO2 的轉化率上升，故 A 正確；
c2 SO
K= 3 2
B c SO2 ×c O．反應的平衡常數表示為 2 ，故 B 錯誤；
C．使用高效催化劑能加快反應速率，不能改變反應的焓變，故 C 錯誤；
D．正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，SO2 的平衡轉化率降低，故 D 錯誤；
選 A。
12．一定溫度下，把 2.5 molA 和 2.5 molB 混合盛入容積為 2 L 的密閉容器里，發生如下反應：3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(g)，經 5s 反應達平衡，在此 5 s 內 C 的平均反應速率為 0.2 mol/(L·s)，同時生成 1 molD，下列敘述
中不正確的是
A．反應達到平衡狀態時 A 的轉化率為 60%
B．x=4
C．平衡時，相同條件下容器內氣體的壓強與起始時壓強比為 6：5
D．若混合氣體的密度不再變化，則該可逆反應達到化學平衡狀態
【答案】D
【解析】
3 3
A．反應達到平衡狀態時，根據方程式可知，參與反應的 A 的物質的量為：n(A)= 2 n(D)= 2 ×1mol=1.5mol ，則 A
1.5mol
×100%
的轉化率為 2.5mol =60%，A 正確；
Δn 1mol
B．5s 內u (D)= VΔt = 2L×5s mol L-1 s-1=0.1mol L-1 s-1，相同時間內其反應速率之比等于計量數之比，u (C)：
u (D)=x：2=0.2mol/(L．s)：0.1mol L-1 s-1=2：1，x=4，A 正確；
C．恒溫恒容條件下，氣體物質的量之比等于其壓強之比，開始時混合氣體總物質的量=(2.5+2.5)mol=5mol，平
3
衡時生成 1molD，生成 n(C)=0.2mol/(L．s)×5s×2L=2mol，剩余 n(A)=2.5mol- 2 ×1mol=1mol、剩余
1
n(B)=2.5mol- 2 ×1mol=2mol，所以平衡時氣體總物質的量=(2+1+1+2)mol=6mol，則達到平衡狀態時容器內氣體的
壓強與起始時壓強比=6mol：5mol=6：5，C 正確；
D．已知反應物和生成物均為氣體，容器的體積不變，即反應過程中混合氣體的密度始終保持不變，則若混合氣
體的密度不再變化，不能說明該可逆反應達到化學平衡狀態，D 錯誤；
故答案為：D。
13．實驗小組對可逆反應 aX(g)+bY(g) pZ(g)進行探究。回答下列問題：
(1)T℃時，起始向10L恒容密閉容器中充入 X、Y，測得反應過程中 X、Y、Z 三種氣體的物質的量濃度(c)與時間
(t)的關系如圖所示。
①起始充入 X 的物質的量為_______。
②a：b：p =_______。
③Y 的平衡轉化率為_______。
④ 0~4min 內的反應速率u(Z)= _______。
⑤下列事實能說明反應達到平衡狀態的是_______(填選項字母)
A．容器內氣體壓強不再改變 B．混合氣體密度不再改變 C．X 的體積分數不再改變
-1 -1 -1
(2)若在不同條件下進行上述反應，測得反應速率分別為① v(X)=0.1mol × L × min ，② v(Y)=0.4mol × L ×min
-1
，
③ v(Z)=0.5mol ×L
-1 ×min-1，其中反應速率最快的是_______(填序號)。
【答案】(1) 1.0mol 1:2:3 50% 0.0375mol/(L·min) C (2)②
【解析】
(1)
①由題干圖示信息可知，起始充入 X 的物質的量濃度為 0.1mol/L，則起始充入 X 的物質的量為
n=cV=0.1mol/L×10L=1.0mol，故答案為：1.0mol；
②根據反應的變化量之比等于化學計量系數之比，則 a：b：p =(0.1-0.05)：(0.2-0.1)：(0.15-0)=1:2:3，故答案為：
1:2:3；
0.1mol/L
×100%
③由題干圖示信息可知，Y 的平衡轉化率為 0.2mol/L =50%，故答案為：50%；
Δc 0.15mol/L-0
u(Z)= =
④由題干圖示信息可知，0~4min 內的反應速率 Δt 4min =0.0375mol/(L·min)，故答案為：
0.0375mol/(L·min)；
⑤A．由上述分析可知，方程式為 X(g)+2Y(g) 3Z(g)，則反應過程中容器的壓強始終保持不變，則容器內氣體
壓強不再改變不能說明反應達到平衡狀態，A 不合題意；
B．反應過程中，容器內混合氣體的密度始終保持不變，則混合氣體密度不再改變不能說明反應達到平衡狀態，
B 不合題意；
C．化學平衡的特征之一為各組分的濃度、百分含量保持不變，則 X 的體積分數不再改變說明反應達到平衡狀態，
C 符合題意；
故答案為：C；
(2)
由上述分析可知，方程式為 X(g)+2Y(g) 3Z(g)，根據反應速率之比等于化學計量數之比，則①
u(X)=0.1mol·L-1·min -1，②當 υ(Y)=0.4mol·L
-1·min -1時，u(X)=0.2mol L
-1 min -1，③當u(Z)=0.5mol × L
-1 × min-1時，
0.5
u(X)= mol L-1 min -1
3 ，則可知其中反應速率最快的是②，故答案為：②。
14．在容積為 1L 的密閉容器中發生如下反應：A(g) + 2B(g) 3C(g) + xD(g)，開始時 A 為 2mol、B 為 3mol，
5min 時測得 C 為 1.5mol，用 D 表示的平均反應速率為 0.1 mol× L
-1 ×min-1。求：
(1)5min 時 B 的物質的量濃度為___________。
(2)5min 內 A 的平均反應速率 v(A)=___________。
(3)x 的值為___________，5min 時容器中壓強與起始壓強之比為___________。
(4)若 5min 時該反應達到平衡，則平衡常數 K=___________(計算結果保留兩位有效數字)。
(5)下列可作為該反應達到平衡狀態的標志的是___________(填正確答案標號)。
A．壓強不再改變
B．C 的百分含量保持不變
C．A 的消耗速率與 B 的消耗速率之比為 1：2
D．氣體密度不再變化
【答案】(1)2 mol × L
-1
0.1mol × L-1 × min-1(2)
(3) 1 11：10
(4)0.28
(5)AB
【解析】
【分析】
-1 -1
5min 時測得 C 為 1.5mol，用 D 表示的平均反應速率為 0.1 mol× L ×min ，由化學反應速率之比等于化學計量數
1.5mol
1L
之比可得： 5min ：0.1=3：x，解得 x=1；若 5min 時該反應達到平衡，平衡時 A、B、C、D 的濃度為
2mol-1.5mol 1 3mol-1.5mol 2 1.5mol 1
3 3 1.5mol 3
1L =1.5mol/L、 1L =2mol/L、 1L =1.5mol/L、 1L =0.5mol/L，反應的平衡常數
(1.5mol/L)3 0.5mol/L
K= 1.5mol/L (2mol/L)
2
≈0.28。
(1)
由分析可知，5min 時 B 的物質的量濃度為 2mol/L，故答案為：2mol/L；
(2)
-1
由化學反應速率之比等于化學計量數之比可得：v(A)= v(D)= 0.1 mol× L ×min
-1
，故答案為：0.1 mol× L
-1 ×min-1；
(3)
由分析可知，x=1；由容器中壓強與起始壓強之比等于容器中物質的量與起始物質的量之比可得：5min 時容器中
壓強與起始壓強之比為(1.5mol/L+2mol/L+1.5mol/L+0.5mol/L)：5mol/L=11：10，故答案為：1；11：10；
(4)
由分析可知，反應的平衡常數 K 為 0.28，故答案為：0.28；
(5)
A．該反應是氣體體積增大的反應，壓強不再改變說明正逆反應速率相等，反應已達到平衡，故正確；
B．C 的百分含量保持不變說明正逆反應速率相等，反應已達到平衡，故正確；
C．A 的消耗速率與 B 的消耗速率之比為 1：2 不能說明正逆反應速率相等，無法判斷反應是否已達到平衡，故
錯誤；
D．由質量守恒定律可知，反應前后氣體的質量不變，恒容密閉容器中氣體的密度始終不變，則氣體的密度保持
不變不能說明正逆反應速率相等，無法判斷反應是否已達到平衡，故錯誤；
故選 AB。
15．CO2的回收與利用是科學家研究的熱點課題。工業上有一種用 CO2生產甲醇燃料的方法：
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0 kJ/mol。將 6 mol CO2和 8 mol H2充入 2 L 的恒溫剛性密閉容器中，
測得的氫氣物質的量隨時間變化如圖所示(實線)。
(1)下列說法能表明該反應已經達到平衡狀態的是_______(填序號)。
A．v 正(CO2)=3v 逆(H2) B．混合氣體的平均相對分子質量不變
C．n(CO2)：n(H2)保持不變 D．壓強保持不變
(2)a 點正反應速率_______(填大于、等于或小于)b 點逆反應速率。
(3)平衡時 CO2的轉化率為_______，該條件下反應的平衡常數 K=_______。
(4)若達到平衡后往容器中分別充入 CO2、H2O 各 2 mol，請問 v 正_______v 逆(填“大于”，“小于”或者“等于”)。
【答案】(1)BD
(2)大于
(3) 33.3% 0.5
(4)大于
【解析】
(1)
A．在任何時刻都存在 3v 正(CO2)=v 正(H2)，若 v 正(CO2)=3v 逆(H2)，則 v 正(H2)= 3v 正(CO2)=9v 逆(H2)，反應正向進行，
正、逆反應速率不等，反應未達到平衡，A 錯誤；
B．由于體系內全為氣體，反應前后物質的量發生變化，故當混合氣體的平均相對分子質量不變，此時反應達到
平衡，B 正確；
C．n(CO2)：n(H2)保持不變，反應可能處于平衡狀態，也可能為處于非平衡狀態，不能據此判斷反應是否達到平
衡狀態，C 錯誤；
D．反應為恒容，且前后氣體系數不同，故壓強不變可以作為平衡判斷的標志，D 正確；
故合理選項是 BD；
(2)
)由圖中可知：a 點、b 以后 H2的物質的量還在減小，反應還在向正向進行，正反應速率逐漸減小，逆反應速率
逐漸增大，當到 c 點時正反應速率最小，逆反應速率最大，此時正反應速率和逆反應速率相等，可知 a 點正反應
速率大于 b 點的逆反應速率；
(3)
由圖中可知：平衡時氫氣的物質的量為 2 mol ，反應消耗 H2的物質的量是 8 mol-2 mol=6 mol，則根據物質反應
轉化關系可知反應消耗 CO2的物質的量是 2 mol，由于開始時加入 CO2的物質的量為 6 mol，則 CO2的平衡轉化
2mol
100%=33. 3%
率為 6mol ；
根據方程式 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)中物質反應轉化關系可知：每有 3 mol H2反應會消耗 1 mol CO2，
反應產生 CH3OH、H2O(g)的物質的量都是 1 mol，從反應開始至平衡時共消耗 6 mol H2，則平衡時 n(CO2)=6 mol-2
mol=4 mol，n(H2)=8 mol-6 mol=2 mol，n(CH3OH)= n(H2O)=2 mol，由于容器的容積是 2 L，故各種氣體的平衡濃
度分別是 c(CO2)=2 mol/L，c(H2)=1 mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)=1 mol/L，則該溫度下的化學平衡常數 K=
c( CH3OH) c H2O 1 1= =0. 5
c CO c3 H 2 132 2 ；
(4)
c( CH3OH) c H2O 2 1 2= = >K=0. 5
c CO c3 H 3 13 3若達到平衡后往容器中分別充入 CO 、H O 各 2 mol，此時 Q = 2 2 2 2 c ，反應向右
進行，v 正＞v 逆；第二章 化學反應速率與化學平衡
第二節 化學平衡
第 1 課時 化學平衡狀態 化學平衡常數
課程學習目標
1．通過化學平衡狀態的建立過程，知道化學平衡是一種動態平衡。
2．知道化學平衡狀態的特征，判斷反應是否達到化學平衡狀態。
3．了解濃度商和化學平衡常數的相對大小與反應方向間的聯系。
學科核心素養
培養變化觀念與平衡思想的化學核心素養。
【新知學習】
一．可逆反應
概念 在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應
雙向性 可逆反應分為方向相反的兩個反應方向：正反應方向和逆反應方向
三特征 雙同性 正、逆反應是在同一條件下，同時進行
共存性 反應物與生成物共存(反應物的轉化率小于 100%)
二．化學平衡
1．概念
在一定條件下的可逆反應體系中，當正、逆反應速率相等時，反應物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成
不隨時間而改變，表明該反應中物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態稱之為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。
2．化學平衡的建立
條件 ①可逆反應；②封閉體系中；③一定的反應條件(溫度、壓強等)
化學平衡
①可加入反應物，從正反應開始；②可加入生成物，從逆反應開始；③也可同時
狀態的建立 途徑
加入反應物和生成物，從正、逆向同時開始
繪制“反應速率－時間”圖像，表示從正反應開始建立化學平衡狀態的過程。
3．平衡特征
七大特征 化學平衡
逆(研究對象) 適用于可逆反應
動(動態特征) 建立平衡后，正、逆反應仍在進行，屬于動態平衡，可用同位素示蹤原子法證明
等(平衡實質) υ(正)＝v(逆)）≠0(正、逆反應速率相等，但不等于零)
定(平衡結果) 達平衡后，反應混合物中各組分的濃度或質量分數不變(不可理解為相等)
化學平衡其存在是有條件的、暫時的，濃度、溫度、壓強條件變化時平衡會發生相應
移(平衡移動)
移動
同(等效平衡) 外界條件同，同一可逆反應從不同方向(正向、逆向、雙向)達到的平衡狀態相同
恒(定量特征) 一定溫度下，化學平衡常數保持不變
A s + 2B g C1 g + D g 【典例 】在一定溫度下的定容密閉容器中進行反應： ，不能說明該反應已達到
化學平衡的是
A．B 的體積分數不隨時間變化而變化
B．壓強不隨時間變化而變化
C．混合氣體的密度不再發生改變
D．單位時間內生成 2nmol B，同時生成 nmol C
【典例 2】在恒溫下，固定容積的密閉容器中，有可逆反應 2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)，可用來確定該反應已
達到平衡狀態的是(　　)
A．容器內壓強不隨時間改變
B．SO3的消耗速率與 SO2的生成速率相等
C．三種氣體的分子數比為 2∶2∶1
D．容器內混合氣體的密度不隨時間改變
三．化學平衡常數
1．概念
在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，即
化學平衡常數，用符號 K 表示。
2．化學平衡常數的表達式
cp(C)·cq(D)
當 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定溫度下達到化學平衡時，K＝ 。3．化學平衡常數的意義
cm(A)·cn(B)
平衡常數的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的)。
①K 值越大，表示反應進行得越完全，反應物的轉化率越大。
②當 K＞105時，該反應就進行的基本完全了。K 值越小，表示反應進行得越不完全，反應物的越小。當 K＜10－
5時，該反應很難發生。
③判斷反應的 ΔH：若升高溫度，K 值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K 值減小，則正反應為放熱反
應
4．影響因素
內因：不同的化學反應及方程式的書寫形式是決定化學平衡常數的主要因素。
外因：在化學方程式一定的情況下，K 只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關，與壓強變化、是否使
用催化劑無關。
5．濃度商
cp(C)·cq(D)
對于一般的可逆反應，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意時刻的 稱為濃度商，常用 Q 表示，即 Q
cm(A)·cn(B) c c
cp(C)·cq(D)
＝ 。根據 K 與 Qc判斷判斷正在進行的可逆是否平衡及反應向何方向進行：cm(A)·cn(B)
①Qc＜K，反應向正反應方向進行
②Qc＝K，反應處于平衡狀態
③Qc＞K，反應向逆反應方向進行
【典例 3】下列關于平衡常數的說法正確的是
A．在平衡常數表達式中，反應物濃度用起始濃度表示，生成物濃度用平衡濃度表示
B．可逆反應中，反應物的轉化率增大，一定導致化學平衡常數增大
C．可以用化學平衡常數來定量描述化學反應的限度
D．平衡常數的大小與溫度、濃度、壓強、催化劑有關
【典例 4】某溫度下，在 2 L 的恒容密閉容器中充入氣體 A 和氣體 B 發生反應生成氣體 C，反應過程中各組分的
物質的量隨反應時間的變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．t1時刻反應達到平衡狀態
B．B 的平衡轉化率為 10%
C．該反應的化學方程式可表示為：A+3B 2C
D．該溫度下，反應的平衡常數為 300
【易錯提醒】
1．平衡常數 K 的書寫
①固體或純液體和液態水不列入平衡常數的表達式中(注意有機反應中的 H2O 則應寫入)。
②平衡常數的表達式與化學方程式的書寫方式有關，如 N2＋3H2 2NH3，K＝a，則有：
1 1 3
2NH3 N2＋3H2，K′＝ ； N ＋ H NHa 2 2 2 2 3
，K″＝ a。
③對于給定的化學方程式，正逆反應的平衡常數互為倒數。
2．K 值的大小只能預示著某種可逆反應向某方向進行的最大程度，但不能預示反應達到平衡所需時間。
【知識進階】
1．化學平衡狀態的判斷方法
（1）本質標志
正逆反應速率相等、各組分的量保持不變。
項目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
在單位時間內消耗了 m mol A 的同時生成了 m mol A
正反應速率逆 在單位時間內消耗了 n mol B 的同時消耗了 p mol C
反應速率關系 在單位時間內生成了 n mol B 的同時消耗了 q mol D
v 正(A)∶v 逆(B)＝m∶n
（2）等價標志
項目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[只有 A 為有色氣體] 是否平衡
各物質的物質的量或物質的量的分數一定
各物質的質量或質量分數一定
混合體系中 各氣體的體積或體積分數一定
各組分的含量 總物質的量一定
A 物質斷裂的化學鍵與 A 物質形成的化學鍵的物質的量相等
氣體的顏色不變
任何化學反應都伴隨著能量變化，在其他條件不變時，體系溫度
溫度
一定時
（3）特殊標志
項目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
當 m＋n≠p＋q 時，總壓強一定(其它條件一定)
壓強
當 m＋n＝p＋q 時，總壓強一定(其它條件一定)
混合氣體的平均 當 m＋n＝p＋q 時， M 一定
相對分子質量 當 m＋n≠p＋q 時， M 一定
C(s)＋CO2(g)2CO(g) (ρ 一定)
密度
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) (ρ 一定)
（體積不變）
H2(g)＋I2(g)2HI(g) (ρ 一定)
【易錯提醒】
審題時，一看題干條件：恒溫恒容或恒溫恒壓或絕熱容器；二看化學反應特點(物質狀態、氣體計量系數)：
全部是氣體參與，是等體積反應還是非等體積反應。
判斷可逆反應是否達到平衡時，容易犯以下錯誤：①若反應前后氣體體積不變，則混合氣體總體積、總壓
強、總物質的量、混合氣體平均相對分子質量保持定值不能說明反應達到平衡狀態；②若反應物和生成物的物
質的量之比等于化學計算數之比，不能說明達到平衡狀態；③若反應前后氣體的密度一定，不能說明一定達到
平衡狀態。
2．化學平衡常數的計算
“三段式法”是有效解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時，要注意準確地列出起始量、變化量、平衡量，按
題目要求進行計算，同時還要注意單位的統一。
分析三個量：起始量、變化量、平衡量。
（1）明確三個關系
①對于同一反應物，起始量－變化量＝平衡量。
②對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
③各物質的轉化量之比等于各物質的化學計量數之比。
（2）計算模式
對以下反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令 A、B 起始物質的量分別為 a、b，達到平衡后，A 的消耗量為 mx
mol，容器容積為 V L。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
變化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
則有①平衡常數：K＝ 。
②A 的平衡濃度：c(A)＝ mol·L－1。
mx nx mb
③A 的轉化率：α(A)＝ ×100%，α(A)∶α(B)＝ ∶ ＝ 。
a b na
④A 的體積分數：φ(A)＝ ×100%。
p(平)
⑤平衡壓強與起始壓強之比： ＝ 。
p(始)
⑥混合氣體的平均密度ρ(混)＝ g·L－1。
a·M(A)＋b·M(B)
⑦混合氣體的平均摩爾質量M＝ g·mol－1。
a＋b＋(p＋q－m－n)x
⑧生成物的產率：實際產量(指生成物)占理論產量的百分數，即產率＝ ×100%。
一般來講，轉化率越大，原料利用率越高，產率越大。
【效果檢測】
1 v．當可逆反應在一定條件下達到平衡時， v正和 逆的關系為
A． v逆 > v正 B v逆 < v正 C v逆 = v正 = 0． ． D v = v 0． 逆 正
2．在一密閉容器中，充入 1molN2和 3molH2混合氣在一定條件下發生如下反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列
有關說法正確的是
A．達到化學平衡時，正反應和逆反應的速率都為零
B．當符合 3v 正(N2)=v 正(H2)時，反應達到平衡狀態
C．達到化學平衡時，單位時間消耗 amolN2，同時生成 3amolH2
D．當 N2、H2、NH3的分子數比為 1：3：2，反應達到平衡狀態
3．已知下列反應的平衡常數：H2(g) +S(s)=H2S(g)，K1；S(s)+ O2(g)=SO2(g)， K2 ；則反應H2(g) +SO2(g)=O2(g) +H2S(g)
的平衡常數是
A．K1+K2 B．K1-K2 C．K1 ×K2 D．K1/K2
4

．一定溫度下，在容積不變的密閉容器中進行如下可逆反應：SiF4 (g) +2H2O(g) SiO2(s)+4HF(g)，下列能
表明該反應已達到化學平衡狀態的是
①v 正 (H2O) =2v 逆(HF)
②SiF4的體積分數不再變化
③容器內氣體壓強不再變化
④4 molH-O 鍵斷裂的同時，有 2molH- F 鍵斷裂
⑤混合氣體的體積不再變化
A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤

5．在恒容密閉容器中反應：2NO(g)＋2CO(g) N2 (g)＋2CO 2 (g) ΔH=-373.4 kJ·mol-1 達到平衡狀態，以下說
法不正確的是
A．及時分離出 CO2，使 Q 減小，Q＜K，因此平衡正向移動
B．及時分離出 N2，使 Q 減小，Q＜K，因此平衡正向移動
C．加入催化劑可增大反應速率，從而增大一段時間內的反應物轉化率
D．降低溫度，使 Q 減小，Q＜K，因此平衡正向移動
6．下列說法正確的是
A．反應 C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)，碳的質量不再改變說明反應已達平衡
B．反應 2A(？)+B(g) 2C(？)，若壓強不再隨時間變化能說明已達平衡，則 A、C 同時是氣體
C．反應 H2(g)+I2(g) 2HI(g)，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變
D．1molN2和 3molH2反應，達平衡時 H2轉化率為 10%，放出熱量 Q1；在相同溫度和壓強下，當 2molNH3分解
為 N2和 H2的轉化率為 90%時，吸收熱量 Q2，則 Q2等于 Q1
7．對可逆反應 4NH (g)+5O (g) 3 2 4NO(g)+6H2O(g)，下列敘述正確的是
A．達到化學平衡時，NO 的濃度保持不變
B．加入合適的催化劑，可使平衡正向移動
C．達到化學平衡時，若增大容器體積，則正反應速率減小，逆反應速率增大
D．保持容器容積不變，向其中加入 1molHe，化學反應速率增大
8．一定溫度下，向恒容容器中充入 1molA 和 2molB 發生反應 A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)。下列能判斷該反應達到
平衡狀態的是
A．混合氣體的平均相對分子質量不變
B．單位時間內消耗 B 的物質的量與生成 C 的物質的量之比為 2：3
C．混合氣體總的壓強不再變化
D．反應物 A 和 B 的轉化率相等
9．在 160℃、200℃條件下，分別向兩個容積為 2L 2molCO 2mol N2O g 的剛性容器中充入 和 ，發生反應：
CO g + N2O g CO2 g + N2 g ΔH<0 N。實驗測得兩容器中 CO 或 2 的物質的量隨時間的變化關系如圖所
示。下列說法正確的是
A ac N
-1 -1
． 段 2 的平均反應速率為0.10mol ×L × min
B．逆反應速率：c=d>b
C．160℃時，該反應的平衡常數 K=9
D．當容器中混合氣體的密度不隨時間變化時，該反應達到平衡狀態
10 2NO(g)+2H2 (g)=N2 (g)+2H2O(g) ΔH．在恒容密閉容器中發生反應： ，其反應速率與濃度關系式為
u=k ×cm (NO) ×cn H2 (k 為常數，只與溫度有關，m、n 為反應級數，均為正整數)，在某溫度下測得有關數據如表
所示：
c(NO)/ mol × L-1 c H / mol × L-1 u/ mol × L-1 ×min -1序號 2
① 0.05 0.20 0.207
② 0.20 0.80 13.248
③ 0.10 0.20 0.828
下列說法正確的是 A．m+n=3
B． k=20.7
c2 (NO) ×c2
K= H2
C c N ×c
2 H O
．該反應的平衡常數表達式為 2 2
D．反應時，加入適宜的催化劑，ΔH和 k 均變大
11 2SO2 g + O2 g 2SO．對于反應 3 g H = -198kJ × mol-1 ，下列說法正確的是
n O2
A n．其他條件相同，增大 SO2 ，SO2 的轉化率上升
c2 SO2 ×c OK = 2
c2B SO．反應的平衡常數表示為 3
C．使用高效催化劑能降低反應的焓變
D．升高溫度有利于提高SO2 的平衡轉化率
12．一定溫度下，把 2.5 molA 和 2.5 molB 混合盛入容積為 2 L 的密閉容器里，發生如下反應：3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(g)，經 5s 反應達平衡，在此 5 s 內 C 的平均反應速率為 0.2 mol/(L·s)，同時生成 1 molD，下列敘述
中不正確的是
A．反應達到平衡狀態時 A 的轉化率為 60%
B．x=4
C．平衡時，相同條件下容器內氣體的壓強與起始時壓強比為 6：5
D．若混合氣體的密度不再變化，則該可逆反應達到化學平衡狀態
13．實驗小組對可逆反應 aX(g)+bY(g) pZ(g)進行探究。回答下列問題：
(1)T℃時，起始向10L恒容密閉容器中充入 X、Y，測得反應過程中 X、Y、Z 三種氣體的物質的量濃度(c)與時間
(t)的關系如圖所示。
①起始充入 X 的物質的量為_______。
②a：b：p =_______。
③Y 的平衡轉化率為_______。
④ 0~4min 內的反應速率u(Z)= _______。
⑤下列事實能說明反應達到平衡狀態的是_______(填選項字母)
A．容器內氣體壓強不再改變 B．混合氣體密度不再改變 C．X 的體積分數不再改變
-1 -1 -1 -1
(2)若在不同條件下進行上述反應，測得反應速率分別為① v(X)=0.1mol × L × min ，② v(Y)=0.4mol × L ×min ，
③ v(Z)=0.5mol ×L
-1 ×min-1，其中反應速率最快的是_______(填序號)。
14．在容積為 1L 的密閉容器中發生如下反應：A(g) + 2B(g) 3C(g) + xD(g)，開始時 A 為 2mol、B 為 3mol，
mol× L-1 ×min-15min 時測得 C 為 1.5mol，用 D 表示的平均反應速率為 0.1 。求：
(1)5min 時 B 的物質的量濃度為___________。
(2)5min 內 A 的平均反應速率 v(A)=___________。
(3)x 的值為___________，5min 時容器中壓強與起始壓強之比為___________。
(4)若 5min 時該反應達到平衡，則平衡常數 K=___________(計算結果保留兩位有效數字)。
(5)下列可作為該反應達到平衡狀態的標志的是___________(填正確答案標號)。
A．壓強不再改變
B．C 的百分含量保持不變
C．A 的消耗速率與 B 的消耗速率之比為 1：2
D．氣體密度不再變化
15．CO2的回收與利用是科學家研究的熱點課題。工業上有一種用 CO2生產甲醇燃料的方法：
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0 kJ/mol。將 6 mol CO2和 8 mol H2充入 2 L 的恒溫剛性密閉容器中，
測得的氫氣物質的量隨時間變化如圖所示(實線)。
(1)下列說法能表明該反應已經達到平衡狀態的是_______(填序號)。
A．v 正(CO2)=3v 逆(H2) B．混合氣體的平均相對分子質量不變
C．n(CO2)：n(H2)保持不變 D．壓強保持不變
(2)a 點正反應速率_______(填大于、等于或小于)b 點逆反應速率。
(3)平衡時 CO2的轉化率為_______，該條件下反應的平衡常數 K=_______。
(4)若達到平衡后往容器中分別充入 CO2、H2O 各 2 mol，請問 v 正_______v 逆(填“大于”，“小于”或者“等于”)。

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